JP2006171730A - マルチビュー表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 各方向に映像表示を行う映像のソース信号において間引き処理を行なうことなくその入力処理を簡単なものとし、かつ、表示品位の高いマルチビュー表示装置を提供する
【解決手段】 少なくとも所定の第一方向画素数が等しいｎ（ｎ：正の整数）系統の映像ソース信号から生成された映像信号が入力され、複数の視方向に異なる系統の映像を同時に表示可能な視方向制御部を備えたマルチビュー表示装置であって、前記映像信号の第一方向画素数が前記映像ソース信号の第一方向画素数のｎ倍で構成され、少なくとも前記映像信号の第一方向画素数以上の表示画素数を第一方向に対応して備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、少なくとも所定の第一方向画素数が等しいｎ（ｎ：正の整数）系統の映像ソース信号から生成された映像信号が入力され、複数の視方向に異なる系統の映像を同時に表示可能な視方向制御部を備えたマルチビュー表示装置に関する。

これまでの主なディスプレイの開発は、観察者がディスプレイをどの方向から観察しても同じ良好な画質で見ることができるように、或いは、複数の観察者が同時に同じ情報を得ることができるように最適化されてきた。しかし、個々の観察者が同じディスプレイからの異なる情報を見ることができることが望ましい用途が数多くある。例えば、自動車の中で、ドライバーは衛星ナビゲーションデータを見ることを望み、隣席の同乗者は車載ＤＶＤやテレビチューナの映像を見ることを望むという場合がある。このような例において２つのディスプレイが用いられる場合には、余分な場所をとりコストを増大させるという問題がある。

そこで近年、下記特許文献１のような、ディスプレイ画面は一つであるにもかかわらず、異なる方向から観察することにより、二人以上の異なる観察者が、二つの異なる映像を夫々同時に見ることが可能なマルチビュー表示装置が提案されている。

上述のマルチビュー表示装置は、一画面で複数の映像を表示するため、前記マルチビュー表示装置の表示画素数に対応して各方向に映像表示する映像ソース信号から所定のデータを間引く等の圧縮処理が行なわれる。しかし、例えば図８に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセル３つを１単位とした画素において、表示画面（表示方向）２への入力信号が１画素毎に黒、白とを交互に表示させる映像信号であった場合、表示画面２での映像表示は、前記映像信号が各方向に表示するためのサブピクセルに対応して順次間引かれると、白表示するためのＧ成分が常に間引かれるため、マゼンタ色の表示となってしまう等の問題があった。そこで、各Ｒ、Ｇ、Ｂにおける入力信号において、偶数番目と奇数番目の入力信号とその後続の入力信号を比較し、補正入力信号を生成後に間引き処理を行なうといった処理等を行なうことが提案されている。
特開２００４−２０６０８９号公報

上述したように従来技術では、映像のソース信号を間引いてマルチビュー表示装置に入力しているため、その表示品位を損なう虞がある。また、補正入力信号を生成して間引きを行なえば、表示品位を向上させることができるが、煩雑な処理が必要となる。

本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、各方向に映像表示を行う映像のソース信号において間引き処理を行なうことなくその入力処理を簡単なものとし、かつ、表示品位の高いマルチビュー表示装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるマルチビュー表示装置の第一の特徴構成は、少なくとも所定の第一方向画素数が等しいｎ（ｎ：正の整数）系統の映像ソース信号から生成された映像信号が入力され、複数の視方向に異なる系統の映像を同時に表示可能な視方向制御部を備えたマルチビュー表示装置であって、前記映像信号の第一方向画素数が前記映像ソース信号の第一方向画素数のｎ倍で構成され、少なくとも前記映像信号の第一方向画素数以上の表示画素数を第一方向に対応して備えてある点にある。

上述の構成とすることにより、映像信号は、ｎ系統の映像ソース信号を用いて第一方向に特定の映像ソース信号と比較してｎ倍に伸長することができる。つまり、前記映像ソース信号から所定のデータを間引く等といった処理が不要となり、第一方向の画素数に対応するように前記映像信号を容易に生成することができるのである。また、前記映像信号は、全ての映像ソース信号に対応する表示画素が確保されているため、表示品位の高い映像を表示するマルチビュー表示装置を提供することが可能となるのである。

同第二の特徴構成は、上述の第一特徴構成に加えて、前記映像信号は、前記ｎ系統の各映像ソース信号を構成する各画素データが前記第一方向に所定順序で交互に配列され、各画素データの三原色成分が、対応する表示画素の三原色成分の配列に対応するように配列される映像信号生成部を設けてある点にある。

上述の構成とすることにより、映像信号は、ｎ系統の映像ソース信号を構成する各画素データの三原色成分を夫々表示画素が備える三原色成分に対応するように前記映像ソース信号を第一方向に伸長させて生成されるため、表示品位の高い映像を表示するマルチビュー表示装置を提供することが可能となるである。

同第三の特徴構成は、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記映像信号の第一方向に交差する第二方向の画素数が前記映像ソース信号の第二方向の画素数のｎ倍で構成され、少なくとも前記映像信号の第二方向画素数以上の表示画素数を第二方向に対応して備えてある点にある。

上述の構成とすることにより、第一方向に映像が伸長したものに対し、第二方向においても第一方向に伸長した割合だけ映像を伸長させることができるので、映像ソース信号の系統数にかかわらず、縦横比を一定とした映像を表示することが可能となるのである。

同第四の特徴構成は、上述の第三の特徴構成に加えて、前記映像信号の第二方向画素データの一部を、前記映像ソース信号の画素データに基づいて生成する映像信号生成部を設けてある点にある。

上述の構成とすることにより、映像が第二方向へ伸長されることにより生じる不足分の画素データを補うことができ、より表示品位の高いマルチビュー表示装置を提供することが可能となるである。

同第五の特徴構成は、上述の第四の特徴構成に加えて、前記映像信号生成部は、前記映像ソース信号の第二方向に隣接する画素データの間に新たな画素データを補完生成する点にある。

上述の構成とすることにより、ムラなく新たな画素データを補完するため、映像表示においてもムラの生じないマルチビュー表示装置を提供することが可能となるである。

以上説明した通り、本発明によれば、各方向に映像表示を行う映像のソース信号において間引き処理を行なうことなくその入力処理を簡単なものとし、かつ、表示品位の高いマルチビュー表示装置を提供することができるようになった。

以下に、本発明による第一の実施形態であるマルチビュー表示装置を、車両に搭載した例について説明する。図１に示すように、車両を目的地に誘導するナビゲーション装置Ｎと、地上波デジタル放送を受信する電波受信装置２と、前記ナビゲーション装置Ｎ及び前記電波受信装置２による表示画像を同時に表示可能なマルチビュー表示装置４０と、セキュリティ用の撮像素子３０等が車両に搭載されている。

前記ナビゲーション装置Ｎは、道路地図データを記憶した地図データ記憶手段５と、自車の位置情報を認識するＧＰＳ受信手段６と、ＧＰＳアンテナ６ａと、自車の走行状態を管理する自律航法手段７と、地図データに基づいて指定された目的地までの経路を探索する経路探索手段８と、地図上に自車の走行位置を表示する走行状態表示処理手段９と、各種の動作モードや動作条件を設定する操作部２６等を備えて構成され、単一または複数のＣＰＵとその動作プログラムが格納されたＲＯＭ及びワーキングエリアに使用されるＲＡＭを備えて各ブロックが制御されるように構成され、指定された地点に自車を誘導するナビゲーション機能を有している。

前記電波受信装置２は、受信アンテナ２０と、前記受信アンテナ２０を介して受信された伝送チャンネル（周波数帯域）を選局するチューナ２１と、選局された受信信号からデジタル信号を取り出して誤り訂正処理を行ないＴＳ（トランスポートストリーム）パケットを出力するＯＦＤＭ復調部２２と、ＴＳパケットのうち映像・音声パケットから音声信号を復号してスピーカ２４に出力するとともに、映像信号を復号して表示部２５に出力するデコーダ２３を備えたデジタルテレビ受信機で構成されている。

前記撮像素子３０は車両に複数配置され、車両外に配置された撮像素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、バックモニターや車間距離計測用に用いることが可能となっている。

前記ナビゲーション装置Ｎと前記電波受信装置２と前記撮像素子３０は、例えば、それぞれ４００（水平）×２３４（垂直）画素に対応したソース信号を出力し、前記マルチビュー表示装置４０に入力することにより、映像を表示することが可能な構成となっている。

前記マルチビュー表示装置４０は、運転者席側と助手席側に異なる映像を表示することが可能なマルチビュー表示部２５と、前記マルチビュー表示部２５が表示する映像のソース信号に所定の処理を行ない前記マルチビュー表示部２５に前記ソース信号を出力するソース信号変換部５０と、前記出力するソース信号を外部から選択操作する操作部４８とを備えて構成されている。

前記マルチビュー表示部２５は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ９１６を形成したＴＦＴ基板９１２とそれに対向して配置される対向基板９１４の間に液晶層９１３を挟持した一対の基板を２枚の偏光板９１１の間に配置した液晶パネル９３０と、視方向制御部となるマイクロレンズと遮光スリットを形成した視差バリア層９１５を形成した視差バリア基板９１７とを一体形成して構成されている。

前記ＴＦＴアレイ９１６は、図３に示すように、データ線９２５と走査線９２４によって囲まれた領域を一単位とする複数のサブピクセルが形成され、各サブピクセルには液晶層９１３に電圧を印加する画素電極９２３と、それをスイッチング制御するＴＦＴ素子９２２が形成されている。走査線駆動回路９２１はＴＦＴ素子９２２の選択走査を行い、またデータ線駆動回路９２０は、画素電極９２３への印加電圧を制御する。制御回路９２６は走査線駆動回路９２１及びデータ線駆動回路９２０の駆動タイミングを制御する。

前記複数のサブピクセルは、一列置き（一データ線置き）に配列（奇数列と偶数列に分類）された第一のサブピクセル群と第二のサブピクセル群の二つのサブピクセル群で形成され、それぞれはソースの異なる映像信号に基づいて別々に駆動される。前記二つのサブピクセル群を通過した光は、それぞれ視差バリア層９１５によって異なる方向へ導かれ、或いは、特定方向の光は遮光されるため、空間上の表示面９１８近傍に限って、異なる方向へ異なる映像を表示することが可能となっている。つまり、２つの方向へ異なる映像を同時に表示することが可能な構成となっている。

前記サブピクセルは、カラーフィルタ等を備えることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂといった何れかの三原色を表示する構成となっている。また、図４に示すようにその配列は、第一方向である水平方向にＲ、Ｇ、Ｂを交互に配置し、第二方向である垂直方向に同一色を配置するストライプ配列として構成されている。

前記第一のサブピクセル群と前記第二のサブピクセル群は、各サブピクセル群内で、前記水平方向に連続する３サブピクセルを１単位とすることで三原色を備える１画素を構成している。また、前記第一のサブピクセル群と前記第二のサブピクセル群は、夫々前記第一方向である水平方向に４００列の画素（１２００列のサブピクセル）、前記第二方向である垂直方向に２３４行の画素（２３４行のサブピクセル）を備えて構成されている。つまり、前記マルチビュー表示部２５は、８００×２３４の画素で構成され、第一のサブピクセル群、つまり、第一の画素群により４００画素×２３４画素の映像を表示し、第二のサブピクセル群、つまり、第二の画素群により４００画素×２３４画素の映像を表示する。

前記マルチビュー表示部２５は、運転者席と助手席の中央部のフロントパネルに設置され、運転者席側から観察される映像と助手席側から観察される映像が異なるように表示することが可能な構成となっている。例えば、助手席側では前記電波受信装置２からの映像情報が観察される一方で、運転者席側では前記ナビゲーション装置Ｎのディスプレイとして使用が可能となっている。

図１に戻り、前記ソース信号変換部５０は、前記操作部４８によって複数のソース信号から選択された運転者席側と助手席側に映像表示するソース信号を選択するソース信号選択出力部５１と、前記ソース信号選択出力部５１によって選択された前記ソース信号を構成する画素データが前記マルチビュー表示部２５のサブピクセル配列または画素配列に対応するように配列し直して前記マルチビュー表示部２５に入力する映像信号生成部５２と、前記マルチビュー表示部２５のサブピクセル配列及び画素配列についての情報が格納されている画素配列記憶部５３とを備えて構成されている。

以下に、前記ソース信号変換部５０の動作について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

前記操作部４８により前記マルチビュー表示部２５に表示する運転者席側と助手席側に表示する映像が選択されると、前記ソース信号選択出力部５１は、選択された映像に対応する夫々のソース信号を選択する（ＳＡ１）。

前記映像信号生成部５２は、画素配列記憶部５３に格納されている前記マルチビュー表示部２５のサブピクセル配列及び画素配列情報を参照し（ＳＡ２）、前記サブピクセル配列及び前記画素配列情報に対応するように、前記選択されたソース信号を構成する画素データを配列するとともに（ＳＡ３）、前記画素データの三原色成分を配列した映像信号を出力する（ＳＡ４、ＳＡ５）。

例えば、図４に示すように、前記マルチビュー表示部２５の第一方向である水平方向において、サブピクセル配列は、Ｒ、Ｇ、Ｂの順に繰り返し配列されているにもかかわらず、第一のサブピクセル群（画素群）及び第二のサブピクセル群におけるサブピクセル配列は、Ｒ、Ｂ、Ｇの順で配列する構成となっている。更には、第一のサブピクセル群では１列目のサブピクセルはＲから始まるにもかかわらず、第二のサブピクセル群では１列目はＧから始まる。前記映像信号生成部５２は、このＲ、Ｇ、Ｂのサブピクセルに対応するように前記画素データの三原色成分を配列して出力する。つまり、確実にＲのサブピクセルにはＲ用の画素データが入力され、ＧのサブピクセルにはＧ用の画素データが入力され、ＢのサブピクセルにはＢ用の画素データが入力されるように配列して出力する。また、確実に各サブピクセル群内で連続したＲ、Ｇ、Ｂの３サブピクセルで１画素の映像となるように、画素データが入力されるように配列して映像信号を出力する。

このとき、運転者席側に表示する映像と助手席側に表示する映像の２つのソース信号が配列処理されているため、第一方向である水平方向に対応する映像信号は、１つのソース信号と比較すると２倍に伸長されている。つまり２倍の水平解像度を有している。しかし、前記マルチビュー表示部２５の水平方向の画素はこれに対応できる画素数を備えているため、間引き処理を行なう必要がない構成となっている。

以下に別の実施形態について説明する。前述したマルチビュー表示部２５の備える画素数を８００×４６８とした第二の実施形態について図６のフローチャートに基づいて説明する。尚、第一のサブピクセル群及び第二のサブピクセル群の配置、サブピクセルにおけるＲ、Ｇ、Ｂ配列（ストライプ配列）は第一の実施形態と同様に構成されている。

前記操作部４８により前記マルチビュー表示部２５に表示する運転者席側と助手席側に表示する映像が選択されると、前記ソース信号選択出力部５１は、選択された映像に対応する夫々のソース信号を選択する（ＳＢ１）。

前記映像信号生成部５２は、画素配列記憶部５３に格納されている前記マルチビュー表示部２５のサブピクセル配列及び画素配列情報を参照し（ＳＢ２）、前記サブピクセル配列及び前記画素配列情報に対応するように、前記選択されたソース信号を構成する画素データを配列するとともに（ＳＢ３）、前記画素データの三原色成分を配列する（ＳＢ４）。

例えば、第一の実施形態と同様に、前記マルチビュー表示部２５の第一方向である水平方向において、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセルに対応するように前記画素データの三原色成分を配列することで、確実にＲのサブピクセルにはＲ用の画素データが入力され、ＧのサブピクセルにはＧ用の画素データが入力され、ＢのサブピクセルにはＢ用の画素データが入力されるように配列する。また、確実に各サブピクセル群内で連続したＲ、Ｇ、Ｂの３サブピクセルで１画素の映像となるように、画素データが入力されるように配列する。

また、前記映像信号生成部５２は、前記マルチビュー表示部２５の第二方向である垂直方向において、前記配列したソース信号を前記サブピクセルの奇数行に対応するように出力し（ＳＢ５）、偶数行には、当該偶数行の前後を構成する奇数行に出力するソース信号に基づいて補完ソース信号を生成して出力する（ＳＢ６、ＳＢ７）。

例えば、偶数行の各サブピクセルの前行と後行を構成するサブピクセルに出力されるソース信号の平均値を演算導出することにより、これを当該偶数行を構成する各サブピクセルの補完ソース信号とし出力する。また、偶数行の各サブピクセルの前行或いは後行を構成するサブピクセルに出力されるソース信号をそのまま当該偶数行を構成する各サブピクセルの補完ソース信号とし出力してもよい。適宜、公知の技術を用いることにより補完ソース信号を生成し出力することができる。

このとき、運転者席側に表示する映像と助手席側に表示する映像の２つのソース信号が配列処理されているため、第一方向である水平方向に対応する映像信号は、１つのソース信号と比較すると２倍に伸長されている。つまり、２倍の水平解像度を有している。しかし、前記マルチビュー表示部２５の水平方向の画素はこれに対応できる画素数を備えているため、間引き処理を行なう必要がない構成となっている。

また、補完ソース信号を偶数行に出力しているため、第二方向である垂直方向に対応する映像信号も１つのソース信号と比較すると２倍に伸長されている。つまり、運転者席側に表示される映像と助手席側に表示される映像はともに、ソース信号と比較しその縦横比の変動が生じない構成となっている。

尚、偶数行にソース信号を出力し、奇数行に当該奇数行の前後を構成する遇数行に出力するソース信号に基づいて補完ソース信号を生成して出力する構成としてもよい。

上述した実施形態では、前記マルチビュー表示部２５が運転者席側と助手席側の２方向に同時に異なる映像を表示する場合について説明したが、３方向以上に同時に異なる映像を表示するマルチビュー表示部にも適応可能である。

前記マルチビュー表示部の構成を同時に表示可能な異なる映像の数をｎとし、ｎ／３が整数でないときには、前記第一方向である水平方向にｎ−１に相当するサブピクセル置きに、各方向に映像を表示するサブピクセル群を配置したものとすればよい。この場合、前記各サブピクセル群は夫々Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するサブピクセルを備えるように配置されるため、前記ソース信号変換部５０により出力されるソース信号或いはソース補完信号からなる映像信号を前記サブピクセルに対応させることが可能となる。つまり、確実にＲのサブピクセルにはＲ用の画素データが入力され、ＧのサブピクセルにはＧ用の画素データが入力され、ＢのサブピクセルにはＢ用の画素データが入力されるように配列して出力することが可能となる。

前記マルチビュー表示部の構成を同時に表示可能な異なる映像の数をｎとし、ｎ／３が整数のときには、前記第一方向である水平方向に３ｎ／３に相当するサブピクセル置きに、各方向に映像を表示するサブピクセル群を配置したものとすればよい。この場合、前記各サブピクセル群は夫々Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するサブピクセルを備えるように配置されるため、前記ソース信号変換部５０により出力されるソース信号或いはソース補完信号からなる映像信号を前記サブピクセルに対応させることが可能となる。つまり、確実にＲのサブピクセルにはＲ用の画素データが入力され、ＧのサブピクセルにはＧ用の画素データが入力され、ＢのサブピクセルにはＢ用の画素データが入力されるように配列して出力することが可能となる。

このとき、マルチビュー表示部２５には、第一方向である水平方向には各ソース信号の有する水平解像度のｎ倍以上の数の画素を構成すればよい。また、第二方向である垂直方向には、各ソース信号の有する垂直解像度のｎ倍以上の数の画素を構成することが好ましい。この場合、ｎ−１行置きに前記各ソース信号を配列した映像信号を出力し、その間の行には、公知の技術を用いて補完ソース信号を生成した映像信号を出力することが望ましい。

上述した実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの配列をストライプ配列としたが、図７（ａ）のようなダイアゴナル配列や、図７（ｂ）のようなデルタ配列としてもよい。このとき補完ソース信号は、前行或いは後行における近接列の同色を構成するサブピクセルへ出力するソース信号を用いて生成すればよい。

上述した実施形態では、ソース信号を４００×２３４画素とし、マルチビュー表示部２５を８００×２３４画素或いは８００×４６８画素とする構成について説明したが、各解像度はこれに限定されるものではなく、少なくとも、マルチビュー表示部２５の水平解像度がソース信号の水平解像度よりも大きければ良い。

上述した実施形態では第一方向を水平方向、第二方向を垂直方向としたが、第一方向を垂直方向、第二方向を水平方向としてもよい。

上述した実施形態では、マルチビュー表示装置として特開２００４−２０６０８９号公報に記載されたような液晶パネルを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、特開２００３−１５５３５号公報に記載されたような構成を採用するもの等の他、有機ＥＬやプラズマディスプレイ、ＣＲＴ、ＳＥＤ等を用いて構成されたマルチビュー表示装置一般に対しても同様に適用することができる。

本発明のマルチビュー表示装置を車両に搭載したカーナビゲーションに用いた場合のブロック構成図 マルチビュー表示部の説明図 液晶パネルの説明図 Ｒ、Ｇ、Ｂ成分の配置の説明図 第一の実施形態におけるソース信号変換部の動作を説明するフローチャート 第二の実施形態におけるソース信号変換部の動作を説明するフローチャート Ｒ、Ｇ、Ｂ成分の配置の説明図 従来技術における映像ソース信号の間引き処理の説明図

符号の説明

２５：マルチビュー表示部
３０：撮像素子
４０：マルチビュー表示装置
４８：操作部
５０：ソース信号変換部
５１：ソース信号選択出力部
５２：映像信号生成部
５３：画素配列記憶部

Claims (5)

1. 少なくとも所定の第一方向画素数が等しいｎ（ｎ：正の整数）系統の映像ソース信号から生成された映像信号が入力され、複数の視方向に異なる系統の映像を同時に表示可能な視方向制御部を備えたマルチビュー表示装置であって、
   前記映像信号の第一方向画素数が前記映像ソース信号の第一方向画素数のｎ倍で構成され、少なくとも前記映像信号の第一方向画素数以上の表示画素数を第一方向に対応して備えてあるマルチビュー表示装置。
2. 前記映像信号は、前記ｎ系統の各映像ソース信号を構成する各画素データが前記第一方向に所定順序で交互に配列され、各画素データの三原色成分が、対応する表示画素の三原色成分の配列に対応するように配列される映像信号生成部を設けてある請求項１記載のマルチビュー装置。
3. 前記映像信号の第一方向に交差する第二方向の画素数が前記映像ソース信号の第二方向の画素数のｎ倍で構成され、少なくとも前記映像信号の第二方向画素数以上の表示画素数を第二方向に対応して備えてある請求項１または２に記載のマルチビュー表示装置。
4. 前記映像信号の第二方向画素データの一部を、前記映像ソース信号の画素データに基づいて生成する映像信号生成部を設けてある請求項３記載のマルチビュー表示装置。
5. 前記映像信号生成部は、前記映像ソース信号の第二方向に隣接する画素データの間に新たな画素データを補完生成する請求項４記載のマルチビュー表示装置。